Napredek v procesih združevanja natančnosti, znanih kot tehnologija laserskega varjenja, je koračna sprememba in je preoblikoval proizvodnjo v vseh sektorjih. V primerjavi s tradicionalnimi procesi industrijski laserski varilni sistemi zagotavljajo natančnost, hitrost in nadzor kakovosti, ki jih ni mogoče izpolniti z nobenim drugim pristopom. Z nenehnim razvojem laserjev vlaken, samodejnih sistemov za nadzor in uvedbo industrije 4.0 je LAR trg še vedno v porastu ...
Ta članek je osredotočen na osnovna načela laserskega varjenja, izbiro laserskega varilnega aparata, metode delovanja laserskega varjenja, zahtev za vzdrževanje laserskega varjenja in laserskega varjenja v industriji, ki omogočajo lasersko varjeno strokovnjake, da izboljšajo lasersko varilno procese do najpomembnejše in optimalne kakovosti.
Kaj je lasersko varjenje?
Razumevanje osnov laserskega varjenja
Lasersko varjenje je postopek spajanja, ki najbolje uporablja tehnologijo laserskih žarkov za oblikovanje močnih in natančnih kovinskih šivov. Sistem varjenja kovinskega žarka uporablja laserje za kurjenje majhnega območja do temperatur nad 10.000 ° C, da se površine tale in jih združijo. V nasprotju s klasičnim postopkom ta napredna varilna laserska tehnika tvori globok, ozki varilni šiv z manj obsežnimi območji ogrevane bazne kovine.
Vrste laserskega varilnega stroja
CO2 laserski varilci
Stroji za varjenje z ogljikovimi dioksidnimi laserji delujejo v infrardečem območju z valovno dolžino 10,6 µm, ki je primerna za spajanje debelih materialov. Uporaba globoke penetracije so običajni kraj, zato so ti sistemi bolj primerni za visoke panoge. Oprema za lasersko varjenje CO2 ima zmožnost visoke energije, hkrati pa ohranja dobro absorpcijo energije v kovinah.
Trdno stanje laserskih varilcev
Laserski varilni sistemi v trdnem stanju poleg laserskega varilnika vlaken delujejo tudi v nekaj centimetrih nad linearnimi metričnimi regijami in prostori za delavnice, na valovnih dolžinah, na primer približno 1,06 mikronov. Te naprave imajo dobre značilnosti lasing žarka in se uporabljajo v tehnološke namene, kjer se natančnost laserskih varilnih strojev izvaja boljša. Njihova majhna velikost in sposobnost oblikovanja impulznega programa v dani način omogočata nastavitev majhnih vrednosti vnosa toplote za laserske varilne operacije.
Sestavni deli laserskega varilca
Resonatorski sistem
Resonatorska votlina je tam, kjer je shranjen laserski medij, plin ali kristal. To je tudi točka, ko se začne laserski strel. To je glavna enota, ki določa osnovne lastnosti laserskega izhoda.
Optične komponente
V zadnjem času varilniki vključujejo močne optične sisteme, npr. Leče, ogledala in sisteme za dostavo žarka, ki so odgovorni za pozicioniranje in osredotočenost laserskega žarka. Omogočajo nadzor in namestitev laserskega žarka.
Sistemi nadzora in podpore
Tako napredni laserski varilni stroji so opremljeni s hladilnimi sredstvi, motoriziranim gibanjem in varnostnimi prevlekami. Sistemi za hranjenje so sestavljeni iz optike vlaken ali zgibne zrcalne roke, osredotočevalna optika pa energijo usmerja samo na površino obdelovanca.
Kako deluje proces laserskega varjenja?
Postopek nastajanja laserskega žarka
Trenutni laserski varilni aparat začne operacije z nastajanjem močnega laserskega žarka znotraj resonatorske votline. Ko gre za delo laserskega varilnega stroja, ki tvori laserski žarek, je molekule plina v laserskem varilcu CO2 ali kristalnih rešetkastih struktur v trdnih varilnih laserjih navdušeno bodisi z električno energijo ali lahka energija. Naprednejša metoda laserskega varjenja ustvarja koherentno svetlobo z laserskim fokusom ali nizom laserjev, ki lahko prinesejo gostoto moči, kar je skrajno kot 1 MW/cm² v industrijskih laserskih varilnih strojih. Laserski stroj WERDER učinkovito in natančno pretvori dobavljeno električno energijo v svetlobno energijo.
Fokus in nadzor snopa
Izboljšana dobava laserskega žarka
Prefinjen aparat za lasersko varjenje vključuje enostavno nastavljiva ogledala in optične kable, ki pomagajo pri usmerjanju varilnega laserskega žarka. Laserski varilni stroji z visokimi cenami integrirajo sistem za hlajenje vode za optične dele, da ohranijo stabilnost v profilu žarka v dolgih obdobjih dela.
Sistemi, ki izboljšujejo natančnost laserskega osredotočanja
Znotraj fokusnega glave laserskega varilnega stroja je ležala nekaj optike, ki je zasnovana za mešanje in usmerjanje laserske energije na določenem mestu, to mesto je običajno premera približno 0,2 - 0,6 milimetra. Napredni sistemi za krmiljenje z laserskim varilnikom spreminjajo goriščno razdaljo laserja in kot varilnega žarka za učinkovito penetracijo zvara.
Nadzor parametrov procesa
Laserski varilni varilni varilni parametri z varilnim snopom vključujejo gostoto moči, velikost točke, način žarka itd. Sodobni laserski varilni stroji imajo vgrajene sisteme, ki omogočajo spremljanje takšnih parametrov v realnem času za doslednost kakovosti zvara.
Oblikovanje zvara
Tehnologija za proizvodnjo toplote
Ko osredotočen žarek laserskega varilnega naprave udari na površino obdelovalnega dela, se material hitro segreje na tališče. Močna koncentracija energije, ki nastane z uporabo industrijskega laserskega varilca, proizvaja temperature nad točko uparjanja za varjeno material.
Mehanizem kovinskega fuzije
Globoko penetracijsko varjenje je možno z učinkom varjenja iz ključavnice, pri čemer parni tlak ohrani luknjo v materialu. Tako, da medtem ko laserski varilni aparat napreduje vzdolž varilne proge, kovina staljenega bazena kroži po območju ključavnice in z zamrzovanjem ozkega zvara zamrzne v močni vezi.
Proces nadzoranja strjevanja
Pri varjenju z laserskim snopom hitrost hlajenja in vzorci strjevanja nadzirajo tako s funkcijo oblikovanja impulzov kot z manipulacijo snopa laserskega varilca, da se zagotovi optimalen razvoj mikrostrukture v območju vari.
Katere so prednosti in slabosti laserskega varjenja?
Ugodnosti pri proizvodnji
Uspešnost visoke natančnosti
Laserski varilni stroji lahko naredijo zelo natančne zvarke, saj so žarke, s katerimi delujejo, lahko majhne kot 0,2 mm. Visokokakovosten laserski varilni sistem koncentrira energijo, z majhnimi območji toplotnega učinka pa omogočajo, da zvari z matičnimi kovinami ne izkrivljajo. Industrijski laserski varilci omogočajo globoke, ozke penetracijske zvare, ki z običajnimi metodami varjenja niso mogoči.
Učinkovitost proizvodnje
Sodobni laserski varilni stroji omogočajo hitrost varjenja nad 10 m/min, kar je zelo boljše v primerjavi s starimi procesi. Krmilni sistemi laserskega varilca omogočajo, da se postopek neprekinjeno izvaja, pri čemer malo operaterjev pozornosti na stroj. Trenutne tehnologije laserskega varjenja upoštevajo premične več osi, ki omogočajo izpopolnjene varilne operacije.
Izboljšanje kakovosti
Proces varjenja z laserskim žarkom ustvarja čiste estetsko odlične zvare z malo škropljenja. Laserski varilni stroji so postavili računalnik na čelo stroja in tako ponovili lasersko varilno delovanje visoko kakovosti. Tehnologija varjenja laserja pomaga pri upravljanju količine toplote, ki se prenese na delovni del.
Omejitve procesa
Začetni naložbeni pomisleki
High -End Laser varilni sistemi so kapitalsko intenzivni, kar zadeva nabavo opreme. Oprema za natančno lasersko varjenje bo zahtevala tudi redno servisiranje in celo zamenjavo delov. Prav tako je drago, saj traja dolgo časa za usposabljanje operaterjev laserskih varilnih strojev.
Tehnične omejitve
Industrijski laserski varilci imajo omejitev, ko gre za zelo odsevne materiale, kot sta baker in aluminij. Potrebno je treba paziti, da ne kontaminirajo laserske opreme za varjenje in zlasti sistema za dostavo žarka. Nekaterih materialov ni mogoče kombinirati za varjenje z laserskim žarkom, ker predstavlja težave pri oblikovanju sklepov.
Operativne zahteve
Oprema za lasersko varjenje profesionalnega razreda je laser vsakega obdelovanja ali obdelovancev, zelo je potrebna natančnost sklepov. Delovanje laserskega varilca vključuje stroge varnostne potrebe zaradi uporabe laserjev z visoko močjo. Napredni laserski varilni sistemi z visoko napajanjem so tudi občutljivi in potrebujejo pravilno upravljano okolje za učinkovito delo.
Analiza stroškov uspešnosti
Obratovalni stroški
Čeprav je laserska oprema za varjenje bolj energetsko učinkovita kot z uporabo tradicionalnih metod, mora opraviti specializirano vzdrževanje, ki vpliva na skupne izdatke. Laserska varjena naprava ima obratovalne stroške zaradi potrošnih delov in komunalnih storitev, porabljenih v operaciji. Laserske stroje za varjenje je treba redno kalibrirati za optimalno delovanje, vendar to tudi poveča stroške vzdrževanja.
Proizvodne koristi
Hitre značilnosti mehanizma za lasersko varjenje omogočajo ogromne prihranke v času obdelave - to je čas, ki je vključen v obdelavo vsakega dela. Uporaba industrijskega laserskega varilnika povzroči znižanje količine dodatne obdelave po varjenju, saj laser zagotavlja natančen nadzor toplote. Z avtomatiziranim laserskim varilnim strojem in povečanjem produktivnosti se znatno zmanjšuje tudi delovna sila.
Dolgoročna vrednost
Primerjalne začetne naložbe z laserskim snopom so visoke, vendar so stopnjevanje produktivnosti in kakovosti stroškovno učinkovite. Z uporabo profesionalnega laserskega varilca tudi zmanjša uporabo materialov in dosega boljšo doslednost izdelanih delov. Laserska tehnologija varjenja dopolnjuje različne proizvodne procese in tako izboljša njihove donose.
Katere panoge so najbolj primerne za laserske varilce?
Aplikacije v avtomobilu
Izdelava teles vozil
Pojav avtomobilskih laserskih varilnih sistemov je spremenil tradicionalne metode sestavljanja avtomobilskih teles v množični proizvodnji, tako da je omogočil visoko hitrost neprekinjenega varjenja karoserijskih plošč. Najsodobnejši laserski varilni stroji omogočajo, da se pridružijo elementom iz pocinkanega jekla s svojimi aluminijastimi kolegi natančno. Proces varjenja z laserskim žarkom odpravlja izkrivljanje vidnega telesnega šiva in konstrukcijske elemente.
Komponente vlaka
Industrijski laserski varilci močno olajšajo proizvodnjo visoko natančnih menjalnih prestav in delov motorja, ki naj bi se prilegali skupaj. Z aplombom lasersko varilno opremo ohranja toploto lokalizirano, tako da občutljivi, toplotni, ki nadzorujejo deli pogonskega sklopa, ne zakrivajo. Laserski varilni sistemi v industrijskem razredu izvajajo penetracijski vari z visokim delovnim ciklom, ki so izvedljivi za pogonske sklope.
Varnostni sistemi
Na primer, pnevmatsko varjenje za nadzor energije za varnostne sisteme zračnih blazin je ena od aplikacij, kjer laserske varilne naprave prinašajo trajne sklepe. Če gre za tehnologijo laserskega varjenja, potem v sklopu zavornega sistema ni doseženo od odličnosti. Napredni laserski varilni sistemi omogočajo samodejno izdelavo sistema varnostnih pasov.
Rešitve za elektroniko
Sklop vezja
S tehnološkim napredkom se za mikroskopske sklepe znotraj elektronskega vezja uporablja natančni laserski varilni stroj. Postopek erozije laserskega varjenja žarka omogoča nekontaktno spajanje krhkih elektronskih delov. Vsak najboljši varilec laserskega vala za prekomerno oblikovane aplikacije zagotavlja, da se toplotne napetosti ne uporabljajo za občutljive materiale.
Proizvodnja baterij
Industrijski laserski varilci izdelujejo hermetična tesnila v ohišjih baterijskih celic. Ostri fokus na napredni laserski varilni opremi se brani pred ogrožanjem občutljivih materialov, ki izdelujejo baterijo. Dvojni laserski varilni sistem omogoča hitro izdelavo sklopa baterije.
Potrošniška elektronika
Lasersko varilno opremo omogoča zagotavljanje čudovitih zvarov v zaprtih prostorih in tabličnih računalnikih. Stroji za varjenje z laserskim žarkom omogočajo sklop zelo majhnih delov znotraj ohišja. Trenutni laserski varilci lahko reproducirajo kakovost, ki je skladna z množično proizvodnjo pri proizvodnji elektronike.
Integracija z vesoljskim vesoljem
Komponente letal
Aerospace sistemi, ki vključujejo laserske varilne stroje, se uporabljajo za združevanje lahkih zlitin z visoko stopnjo moči. Natančnost laserskega varilnega stroja vključuje varnostne kritične standarde zaradi narave sklopa zrakoplova. Industrijski laserski varilni stroji so sposobni izvajati zvare s kompleksno geometrijo znotraj turbinskih delov.
Vesoljska tehnologija
Kakovostni laserski varilni stroji se uporabljajo tudi na slovesnosti satelitov za sestavljanje sklepov. Postopek izdelave laserskega varjenja zagotavlja oblikovanje zaprtih priključkov v vmešavanju delov vesoljskega plovila. Po trendih sodobnih tehnologij se laserski varilni stroji uporabljajo za zagotavljanje visoko kakovostnih zmogljivosti tudi v težkih pogojih na področju vesoljskega vesolja.
Operacije vzdrževanja
Letalinske dele je lahko kozmično lasersko popravljeno s temi laserskimi varilnimi stroji. Tehnologija laserskega varilnega stroja pomaga tudi pri avtomatizaciji praks vzdrževanja. Običajno je najti plinske volfrake v laserskih varilnih strojih, okrašenih s certificiranimi popravili kakovosti.
Bistveni nasveti za vzdrževanje laserskega varilnega sistema
Dnevni pregled optičnega sistema
Nedvomno je kakovost žarka v veliki meri določena z rednim pregledom optičnih elementov laserske varilne opreme. Zaščitna okna, leče, ogledala in druge elemente je treba pregledati zaradi kontaminacije, prask ali poškodb premazov. Takšne komponente je treba očistiti z ustreznim upoštevanjem specializiranih materialov in načinov čiščenja. Neobremenjena optična pot zagotavlja najboljšo možno dostavo laserskih žarkov, kar preprečuje poslabšanje zvara. Kakovost laserskega varjenja je v veliki meri odvisna tudi od čistoče optičnega sistema laserskega varilca.
Spremljanje hladilnega sistema
Pomembno je, da je hladilni sistem, vključen v laserske varilne naprave, ves čas v dobrem stanju, če je treba ohraniti doslednost pri delovanju. Ravni hladilnikov, stopnje pretoka in temperature je treba vsakodnevno preverjati. Drugi pregledi, kot so pregledovanje puščanja, preverjanje pritiska in ocenjevanje kakovosti hladilne tekočine, se izvajajo mesečno. Kontaminacijo sistema se je treba izogibati z rednim čiščenjem ali spreminjanjem sistemskih filtrov. Hladilne zmogljivosti laserske varilne opreme neposredno vplivajo na zgornjo stabilnost svetlobe in življenjsko dobo komponent.
Rutinsko umerjanje napajalnikov
Uporaba napajanja laserskega varilnega stroja mora biti pod nadzorom in prilagojena, če je potrebno za enakomerno porazdelitev energije. Vsake tri mesece preverite tudi stabilnost napetosti, regulacijo toka in načine impulza. Vsako oceno moči je treba zabeležiti in analizirati v primerjavi s prejšnjimi odčitki. Industrijska oprema za lasersko varjenje zahteva natančno korekcijo električne energije, da se zagotovi enaka kakovost z vsakim zvarom. Pravočasno umerjanje opreme se izogne spremembi parametrov varjenja.
Vzdrževanje sistema za dostavo žarka
Preverite različne komponente sistema za dostavo laserskega žarka, na primer optiko vlaken in zgibne roke, ne glede na to, ali so poškodovane ali nepravilno postavljene. Mesečno preverite značilnosti žarka in njegov položaj ostrenja. Storitev komponent za dostavo snopa v skladu s priporočili proizvajalca. Za lasersko varilno opremo mora žarek ostati ravna, da lahko pravilno deluje.
Pomagajte preverjanje plinskega sistema
Zagotovite pravilno delovanje sistema za pomoč laserskega varilca, da boste omogočili pravilno zaščito zvara. Vsakodnevno spremljajte tlak plina in hitrosti pretoka ter stanje šobe. Spremenite filtre in zagotovite, da se dostavne linije redno čistijo. Ohranite smernice za čiščenje plina in stopnjo njihove porabe. Sistem za pomoč pri varilnem laserju vpliva na kakovost zvara, hkrati pa ščiti območje zvara pred oksidacijo.
## Kako izbrati najprimernejši sistem laserskega varjenja
Ocenjevanje zahtev glede kakovosti moči in snopa
Ključnega pomena je, da definirate potrebe po napajanju vašega laserskega varilnega stroja kot funkcije delovnega materiala in njegove debeline. Učinkovite industrijske varilce najdemo v območju od 2kW do 20kW, visok elektroenergetski sistem omogoča večjo globinsko prodiranje laserskega žarka. Kakovost zvara laserske opreme za varjenje M⊃2; Faktor določa tudi sposobnost osredotočanja žarka.
Odločite se za tehnologijo desne valovne dolžine
Uporabite različne naprave, ko lasersko varjenje glede na absorpcijske značilnosti materialov. Laserski varilci iz vlaken (1,06 µm) so učinkoviti za kovine, zlasti za težje delo z odsevnimi kovinami, kot sta aluminij in baker. Primerjalno so CO2 laserski varilni sistemi (10,6 µm) bolj zaželeni za nevide in človeško organsko snov.
Upoštevajte vidike avtomatizacije in nadzora
Sodobni sistemi za lasersko varjenje omogočajo vso zgoraj omenjeno samodejno integracijo. Kontrolni vmesnik laserskega varilniškega stroja mora biti sposoben potrebnega programiranja. Ne pozabite zaprositi za profesionalno lasersko varilno opremo z možnostjo spremljanja in nadzora kakovosti med postopkom.
Analizirajte skupne stroške lastništva
Ocenite celotno naložbo naprave za lasersko varjenje, vključno z:
Začetni stroški in namestitev opreme
Obratovalni stroški (energija, plini, potrošni material)
Zahteve za vzdrževanje in pogodbe o storitvah
Potrebe za usposabljanje in certificiranje operaterjev
Spremembe objekta in varnostne zahteve
Ste pripravljeni dvigniti svoje laserske zmogljivosti za varjenje?
Team MFG je specializiran za natančne CNC stroje in profesionalne laserske varilne sisteme. Naša strokovna ekipa ponuja prilagojene laserske rešitve varjenja, podprte s 15+ let proizvodne odličnosti. Ne glede na to, ali potrebujete industrijske laserske varilce z visoko močjo za neprekinjeno proizvodnjo ali specializirane laserske varilne stroje za natančne aplikacije, nudimo celovito podporo izbire do izvajanja.
Preoblikujte svojo proizvodno učinkovitost z napredno tehnologijo laserskega varjenja Team MFG!
Pogosto zastavljena vprašanja (pogosta vprašanja)
V: Ali lahko z uporabo ARC osvetlite razlike med laserskim varjenjem in varjenjem?
Laserski varilec deluje tako, da se osredotoči na laserski žarek, da ustvari toploto na določeni točki, ki daje ozke in globoke zvare, ki povzročajo manj izkrivljanja okoliškemu pridruževanju. Po drugi strani pa varjenje z lokom vedno zagotavlja večja območja toplote in vključena je uporaba polnilne žice.
V: Katere dejavnike naj upoštevam pri določanju ustrezne laserske moči za mojo varjenje?
Ko gre za varjenje z laserskim žarkom, na izbiro moči vplivata debelina in vrsta materialov, ki jih je treba povezati, pa tudi potrebno penetracijo zvara. Tanki listi so običajno pod 2 mm, kar običajno zahteva vhodno moč med 1 2kW razponom, medtem ko laserski varilni sistemi za debele materiale, ki so več kot 5 mm, potrebujejo 4 20kW sisteme.
V: Katere materiale lahko obdelujemo z laserskim varilnim strojem?
Industrijski laserski varilni sistem je sposoben variti večino kovin, ki vključujejo sisteme jekla, aluminija, titana in celo niklja. Tudi sodobni laserski varilci združujejo različne kovine, če so nastavljeni pravi parametri.
V: Zakaj imam razlike v kakovosti zvarov, proizvedenih z mojo opremo za lasersko varjenje?
Najpogostejši vzroki so: umazana optika, uporabniška misfocus, neprekinjen pretok plina in izčrpavanje potrošnega materiala laserskega varilnega stroja. Če ohranite svoj laserski varilec dobro vzdrževan, bi moral vsakič zanesljivo delovati.
V: Katere varnostne ukrepe naj sprejmem pri uporabi laserskih varilnih strojev?
Pri izvajanju laserskega obvladovanja katere koli vrste je obvezno imeti priložene delovne postaje, posebna laserska zaščitna očala z ustreznimi materiali in okovjem, prezračevanjem in usposobljenim osebjem, ki izpolnjuje varnostne prakse za uporabo laserskih varilcev.
V: Kako očistim diagrame optičnih delov laserske varilne opreme?
Vsak dan preverite optiko laserskega varilnega stroja za vsak prah in umazanijo. Okna zaprašene pokrovne obrišite enkrat na teden in mesečno izvedite vzdrževanje celotnega optičnega sistema. Upoštevajte priporočila proizvajalca laserskega varilnika glede zamenjave komponent znotraj vašega laserskega varilca.
V: Katere funkcionalne vidike varjenja z laserskim žarkom naj spremljam?
Poglejte moč, žariščni položaj, hitrost potovanja, pomoč pri pretoku plina in kot laserske varilne naprave. Večina novih sistemov za varjenje z laserjem omogoča spremljanje teh parametrov v realnem času.
